磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法技术

本发明专利技术涉及一种磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法，将磷酸铁锂电池正极片破碎得到3cm～6cm的正极片碎料，正极片碎料在回转窑中通入空气焙烧，回转窑包括预热段及焙烧段，焙烧段温度为400℃～650℃，焙烧与预热的温度差为200℃～300℃，最后筛分得到正极活性粉体。该处理方法通过控制正极片碎料的大小、回转窑转速、及通入空气有利于正极片碎料在较低的温度下焙烧去除有机粘结剂。焙烧与预热之间存在温度差，正极片碎料能够利用焙烧段产生的热量在预热段预热烘干，再进入焙烧段焙烧200℃～300℃，充分利用燃烧产生的热量，同时减短焙烧时间，减少焙烧能耗，并且正极活性粉体的回收率高、杂质含量少。杂质含量少。杂质含量少。

【技术实现步骤摘要】
磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法


[0001]本专利技术涉及新能源领域，具体涉及一种磷酸铁锂电池正极材料的回收处理方法。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂电池是一种使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池，磷酸铁锂电池的充放电反应是在LiFePO4和FePO4两相之间进行。在充电过程中，LiFePO4逐渐脱离出锂离子形成FePO4，在放电过程中，锂离子嵌入FePO4形成LiFePO4。磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应等优点。随着新能源汽车的高速发展，磷酸铁锂电池得到了越来越广泛的应用。由于磷酸铁锂电池含有大量的金属锂，对报废的磷酸铁锂电池进行回收不仅能够减轻废旧电池对环境的污染，而且还能够带来一定的经济效益。传统的废旧磷酸铁锂电池回收方法一般将废旧的磷酸铁锂电池拆解、破碎后，通过高温焚烧正极片碎料以除去有机粘结剂，使得正极活性材料从铝箔上分离，分离后得到正极活性粉体。然后采用硫酸溶解正极活性粉体，通过除杂、分选后分别得到铁盐、锂盐等，完成铁、锂等元素的回收。
[0003]然而，传统的处理方法涉及高温焚烧处理(一般焚烧温度高于650℃)，因而对设备的要求很高，但若降低焚烧温度，则无法有效去除有机粘结剂，导致正极活性粉体难以从正极片上分离下来，因而回收效率低。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种焙烧温度低、回收率高的磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法。
[0005]本专利技术提供了一种磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法，包括以下步骤：
[0006]将磷酸铁锂电池正极片破碎，得到尺寸为3cm～6cm的正极片碎料；
[0007]将所述正极片碎料置于回转窑内并通入空气，依次进行预热和焙烧；所述回转窑的转速为0.3rpm～0.4rpm；所述焙烧的温度为400℃～650℃，所述焙烧和所述预热的温度之差为200℃～300℃。
[0008]在其中一些实施例中，所述焙烧和所述预热的温度差为250℃～300℃。
[0009]在其中一些实施例中，所述正极片碎料在所述预热的预热时间为0.1h～0.5 h；和/或
[0010]所述正极片碎料在所述焙烧的焙烧时间为0.5h～2.5h。
[0011]在其中一些实施例中，所述空气的通入流量为0.25L/min～1.0L/min。
[0012]在其中一些实施例中，控制所述空气的通入流量，以使所述焙烧时所述回转窑内的氧气质量含量为4％～6％。
[0013]在其中一些实施例中，在将所述正极片碎料置于回转窑内进行预热和焙烧的步骤中，还添加含钙粉体；所述含钙粉体与所述正极片碎料的质量比为 (0.1～3000):1；和/或
[0014]在所述将正极片碎料置于回转窑内进行预热和焙烧的步骤中，还包括将所述焙烧
产生的废气通入含钙溶液中。
[0015]在其中一些实施例中，所述含钙粉体选自CaC2、CaCl2、CaCO3、Ca(NO3)2、 CaO、Ca(OH)2、Ca5(PO4)3(OH)、C
36
H
70
CaO4、C6H
10
CaO6、Ca(HCO2)2、Ca(CH3COO)2及CaC2O4中的一种或多种。
[0016]在其中一些实施例中，所述含钙溶液的溶质选自CaCl2、Ca(NO3)2、Ca(OH)2、 Ca(HCO2)2及Ca(CH3COO)2中的一种或多种。
[0017]在其中一些实施例中，所述磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法还包括如下步骤：
[0018]收集所述焙烧得到的正极活性粉体；
[0019]回收所述正极活性粉体中的金属。
[0020]在其中一些实施例中，在所述磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法中，在所述将磷酸铁锂电池正极片破碎的步骤前，还包括
[0021]将磷酸铁锂电池于盐水中放电，拆解得到所述磷酸铁锂电池正极片；所述盐水选自中性的导电盐溶液或碱性的导电盐溶液。
[0022]上述磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法中，首先将正极片破碎成3cm～6 cm大小的正极片碎料，回转窑的转速为0.3rpm～0.4rpm下对正极片碎片进行焙烧，最终收集得到正极活性粉体。通过控制正极片碎料的大小、回转窑的转速及焙烧气氛有利于正极片碎料在较低的温度下焙烧去除有机粘结剂。回转窑通过设置预热段和焙烧段，预热段与焙烧段之间存在温度差，正极片碎料能够利用焙烧段产生的热量首先在预热段预热烘干，再进入焙烧段焙烧，有利于充分利用燃烧产生的热量，同时减短在焙烧段的焙烧时间，能够减少焙烧能耗，焙烧的温度为450℃～650℃即可焙烧去除有机粘结剂，使正极片碎料中的活性粉末脱离，提高正极活性粉体的回收率。并且控制焙烧与预热的温差在200℃～300℃有利于提高正极活性粉体回收率的同时，减少引入集流体杂质，回收的正极活性粉体杂质含量少。
[0023]进一步地，焙烧时加入含钙粉体能够吸收焙烧时产生的废气，防止其污染环境。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1、3、5、7及对比例3收集的正极活性粉体的XRD 衍射图谱；
[0025]图2为本专利技术实施例5、12～15收集的正极活性粉体的XRD衍射图谱；
[0026]图3为本专利技术实施例5、8～11收集的正极活性粉体的XRD衍射图谱。
具体实施方式
[0027]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相
关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0029]本专利技术一实施方式提供了一种磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法，包括步骤S1～S2。
[0030]步骤S1：将磷酸铁锂电池正极片破碎，得到尺寸为3cm～6cm的正极片碎料；
[0031]步骤S2：将正极片碎料置于回转窑内并通入空气，依次进行预热和焙烧；回转窑的转速为0.3rpm～0.4rpm；焙烧的温度为400℃～650℃，焙烧和预热的温度之差为200℃～300℃。
[0032]上述磷酸铁锂电池正极材料处理方法中，首先放电拆解得到正极片，再将正极片破碎成3cm～6cm大小的正极片碎料，回转窑内通入空气，在回转窑的转速为0.3rpm～0.4rpm下对正极片碎片进行焙烧，最终收集得到正极活性粉体。通过控制正极片碎料的大小，回转窑的转速，有利于正极片碎料在较低的温度下焙烧去除有机粘结剂，焙烧的温度为400℃～650℃，有利于提高正极片碎料中活性粉体的脱离速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将磷酸铁锂电池正极片破碎，得到尺寸为3cm～6cm的正极片碎料；将所述正极片碎料置于回转窑内并通入空气，依次进行预热和焙烧；所述回转窑的转速为0.3rpm～0.4rpm；所述焙烧的温度为400℃～650℃，所述焙烧和所述预热的温度之差为200℃～300℃。2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法，其特征在于，所述焙烧和所述预热的温度差为250℃～300℃。3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法，其特征在于，所述预热的预热时间为0.1h～0.5h；和/或所述焙烧的焙烧时间为0.5h～2.5h。4.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法，其特征在于，所述空气的通入流量为0.05L/min～1.0L/min。5.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法，其特征在于，控制所述空气的通入流量，以使所述焙烧时所述回转窑内的氧气质量含量为4％～6％。6.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极片的回收处理方法，其特征在于，在将所述正极片碎料置于回转窑内进行预热和焙烧的步骤中，还添加含钙粉体；所述含钙粉体与所述正极片碎料的质量比为(0.1～3000):1；和/或在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，田杰，杜进桥，任佳，张祥，孙兵，梁永飞，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：